[发明专利]用燃烧炉供热的中冷回热内燃机及双曲柄连杆机构

说明书

技术领域  本发明涉及一种内燃机，特别是一种用燃烧炉供热的中冷回热内燃机。本发明还涉及用于该中冷回热内燃机的双曲柄连杆机构。

背景技术  在中国发明专利申请公开说明书02125235.1所公开的中冷回热内燃机中，每个作功汽缸都设有相应的带控制阀和喷油器的燃烧室，虽然中冷回热内燃机具有循环热效率最高，提高效率的潜力也最大等优点，但因采用这种喷油燃烧方式的中冷回热内燃机只适合燃用液体及气体燃料，很难使用煤炭等固体燃料，因而限制了这种内燃机在发电等领域的大范围应用。

另外，上述专利说明书中的中冷回热内燃机使用的是传统的曲柄连杆机构，还有未被完全平衡的往复质量，这使内燃机在运转过程中仍存在震动问题。同时，内燃机的动力活塞在往复运行过程中也会被所产生的侧向力作用，增加了活塞的运行阻力，使曲柄连杆机构的传动效率并没有达到最高状态。

发明内容  本发明的目的是在上述中冷回热内燃机的基础上提供一种用燃烧炉供热的中冷回热内燃机，该内燃机不仅能使用液体和气体燃料，而且还可以使用煤炭等固体燃料。本发明的另一个目的是提供一种用于该中冷回热内燃机的双曲柄连杆机构。

为达到上述目的，本发明采用了以下结构方式，它包括装有压气活塞的压气汽缸、装有动力活塞的作功汽缸和装有配气活塞的副缸；压气汽缸设有进气门和出气阀，在作功汽缸上装有燃气控制阀和与排气管路相接的排气门，作功汽缸利用陶瓷材料进行隔热，并采用传统活塞环或在汽缸下侧内壁上设置密封环的密封方式，副缸内的配气活塞把副缸分成上侧的大副缸和下侧的小副缸(活塞杆占用部分容积)；压气汽缸经出气阀、中间冷却器和控制阀与小副缸连通，小副缸又经该控制阀与置于作功汽缸排气管路内的回热器连通，回热器的出气端经进气控制阀与大副缸连通，在大副缸上设有相应的出气控制阀，大副缸经出气控制阀后通向供气管路，该管路又分成二股，一股作为一次空气管路通向带燃料喷射器的燃烧炉，另一股作为二次空气管路通向燃烧炉的二次空气进口，出燃烧炉的燃气管路经燃气控制阀通向作功汽缸。

为便于对进入燃烧炉不同气口的空气流量进行调节，上述的供气管路分成二股后，一股经流量调节阀通向带燃料喷射器的燃烧炉，另一股经流量调节阀通向燃烧炉的二次空气进口。也可在供气管路分成二股后，一股经循环泵通向带燃料喷射器的燃烧炉，另一股直接通向燃烧炉的二次空气进口。在作功汽缸利用陶瓷材料隔热，并采用在汽缸下侧内壁上设置密封环的密封方式时，在所设的陶瓷隔热层的内表面再增设金属耐热层，该金属耐热层的下侧边缘与汽缸下侧内壁之间具有一定的间隙距离，让两者互不接触。在上述的燃烧炉使用固体燃料时，比如以煤粉为燃料，为除去燃气中的灰份，在出燃烧炉的燃气管路上设有离心除尘器。

在把这种用燃烧炉供热的中冷回热内燃机制成大容量的动力发电系统时，在这样的动力系统中，燃烧炉通过燃气管路在与多台作功汽缸体连通时，每台作功汽缸体的曲轴输出端经离合器和锥齿轮分别与同步轴上相应的锥齿轮相啮合，以便让各作功汽缸体能保持相同的转速。

在上述中冷回热内燃机中，为使曲柄连杆机构的往复质量被完全平衡，同时也消除活塞所受的侧向力，本发明采用了一种双曲柄连杆机构，在这种机构中，每侧的曲柄连杆机构包括相应的活塞、连杆和曲轴，两套曲柄连杆机构平行布置，每侧曲柄连杆机构的活塞下部销座之间通过连接结构相连，在每个销座的两侧或外侧设有弧面或平面的导向滑座，该滑座可沿所对应的汽缸下侧的滑轨面滑动，在两曲轴的同一侧端，固定有齿数相同并互相啮合的同步齿轮。

两侧活塞下部销座之间的连接结构包括两种方式，一种结构是从两销座内侧向内伸出的搭接臂，两搭接臂的端部具有相同但反向布置的连接齿，通过两个连接齿的相互啮合使两销座间保持着固定的距离，并允许两销座沿活塞往复运动方向相互少量滑动。另一种结构是用一个其端部铰接在两活塞下侧销座或销座内侧的侧连座上的连接横杆，该连接横杆使销座间保持着固定的距离，并允许两销座沿活塞往复运动方向相互移动。

中冷回热内燃机中的动力活塞、压气活塞和配气活塞都可利用双曲柄连杆机构传递动力，在双曲柄连杆机构与作功汽缸相组合时，为充分利用两作功汽缸中间的空间，在两平行布置的作功汽缸之间设有一个压气汽缸，该汽缸内的压气活塞经活塞杆的下端与连接横杆的中间部位相铰接。在双曲柄连杆机构与压气汽缸相组合时，两平行布置的压气汽缸中的压气活塞分别经各自的活塞杆与下侧相对应的销座相连。在双曲柄连杆机构与副缸相组合时，两平行布置的副缸构成副缸体，其内的配气活塞分别经各自的穿过副缸下面缸盖的活塞杆与下侧的销座相连。